Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa dengan menggunakan model pembelajaran problem based learning berbantuan media audiovisual. Penelitian ini merupakan Penelitian Tindakan Kelas (PTK) dengan pelaksanaannya dalam dua siklus dengan 2 pertemuan tiap siklusnya. Tahapan pada tiap siklusnya yaitu perencanaan, pelaksanaan, observasi, refleksi. Penerapan model pembelajaran problem based learning berbantuan dengan media audiovisual dilakukan dengan Langkah-langkah : (a) orientasi siswa pada masalah dengan menggunakan media audiovisual, (2) mengorganisasi siswa untuk belajar, (3) penelitian yang dilakukan oleh individu atau kelompok, (4) mengembangkan dan menyajikan hasil karya, (5) evaluasi proses pemecahan masalah. Subjek untuk penelitian adalah siswa kelas X5 yang berjumlah 36 siswa di SMA Negeri 3 Sukoharjo. Teknik pengumpulan data menggunakan teknik wawancara, observasi dan dokumentasi. Teknik analisis data menggunakan analisis kualitatif menurut model Miles dan Huberman dan didukung oleh data kuantitatif. Berdasarkan hasil penelitian, dilihat dari indikator kinerja penelitian  pada hasil observasi pratindakan diperoleh bahwa hanya terdapat 4 siswa atau sebesar 11,4?ri total siswa di dalam kelas yang mendapatkan skor ≥71,50% atau lebih dari atau sama dengan tinggi. Pada siklus I terjadi peningkatan menjadi 11 siswa atau sebesar 30,56?ri total siswa di dalam kelas yang mendapatkan skor  ≥71,50% atau lebih dari atau sama dengan tinggi. Pada siklus II terjadi peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa menjadi 28 siswa atau sebesar 77,78?ri total siswa yang mendapatkan skor ≥71,50% atau lebih dari atau sama dengan tinggi. Dengan demikian dapat ditarik kesimpulan bahwa penerapan model pembelajaran problem based learning berbantuan media audiovisual dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa kelas X Sma negeri 3 Sukoharjo.